可见光通信的改进OFDM调制解调方案

发布时间：2017-05-16 03:00

  本文关键词：可见光通信的改进OFDM调制解调方案，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：正交频分复用(OFDM)具有均衡简单、频谱利用率高和资源分配灵活等优点,也是可见光通信技术中的研究热点。可见光通信系统通常采用强度调制,这要求发送信号必须为实且为非负。本文针对可见光OFDM信号的单极性特点,提出了一些改进方案,主要工作如下：一、研究了PAM-DMT系统的接收端改进方案。PAM-DMT是一种已有的单极性光OFDM方案,可以通过在接收端作噪声消除或频域分集合并这两种方法有效地降低误码率,但对于两种方法的联合方案却没有相关研究。本文通过理论分析及仿真验证说明了采用联合方案并不会带来额外增益,还表明两种方法本质上是等效的。因此PAM-DMT系统的改进接收端应当只采用噪声消除或频域分集合并其中一种方法。二、提出了同时传输PAM-DMT和DCO-OFDM信号的PDO-OFDM调制解调方案。原PAM-DMT系统的优点是无需直流偏置因此节省信号能量,但缺点是子载波利用率偏低,不适合高速率通信。而PDO-OFDM方案通过在PAM-DMT系统上叠加传输DCO-OFDM信号,一方面充分利用了子载波资源,有利于高速率通信,另一方面所需直流偏置较小,因此信号能量较低。分析与仿真结果表明,只要合理分配了两路信号的功率和传输速率,则PDO-OFDM系统可以取得比传统光OFDM方案明显更优的性能。三、提出了在PAM-DMT信号上叠加传输ACO-OFDM信号的HPAM-DMT调制解调方案。通常ACO-OFDM信号在偶载波上存在显著的裁剪噪声,但分析表明在HPAM-DMT系统中,此裁剪噪声不会对PAM-DMT信号有任何干扰。而进一步的分析则表明,HPAM-DMT在中等速率下比PDO-OFDM性能更好,但在更高速率下性能不如后者。四、提出了同时传输PAM-DMT,ACO-OFDM和DCO-OFDM这三路信号的eHPAM-DMT调制解调方案,相当于在HPAM-DMT系统基础上再叠加传输DCO-OFDM信号。该方案保证了子载波资源的充分利用,而同时,由于承载大部分通信速率的PAM-DMT信号和ACO-OFDM信号是无需添加直流的,因此能以更少的光功率实现信号发送。仿真结果表明eHPAM-DMT系统在高通信速率下具有比PDO-OFDM系统和HPAM-DMT系统更好的性能。五、本文还对PDO-OFDM、HPAM-DMT和eHPAM-DMT系统的接收端作了进一步的改进设计,分别基于噪声消除或频域分集合并的方法。仿真结果表明可以有效降低系统误码率,进一步提高性能,但代价是计算量的增加。
【关键词】：可见光通信(VLC) DCO-OFDM PAM-DMT ACO-OFDM
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 缩略词9-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 可见光通信概述12-15
• 1.1.1 背景12
• 1.1.2 可见光通信的优点12-13
• 1.1.3 可见光通信的应用13-15
• 1.2 可见光通信中的OFDM技术15-19
• 1.2.1 传统OFDM技术15-16
• 1.2.2 可见光通信系统的光电信号转换与光信噪比定义16-17
• 1.2.3 可见光OFDM技术的研究现状17-18
• 1.2.4 本文研究工作及内容18-19
• 1.3 文章结构19-20
• 第2章 PAM-DMT系统噪声消除频域分集合并接收20-32
• 2.1 引言20-21
• 2.2 PAM-DMT系统模型21-22
• 2.3 PAM-DMT接收机方案22-27
• 2.3.1 传统接收机22-24
• 2.3.2 噪声消除频域分集合并接收机24-27
• 2.4 噪声消除频域分集合并接收机性能分析27-29
• 2.5 仿真结果29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 PDO-OFDM系统及其接收方案32-54
• 3.1 引言32-33
• 3.2 PAM-DMT系统的不足33-39
• 3.2.1 理论分析33-37
• 3.2.2 仿真结果37-39
• 3.3 PDO-OFDM系统39-40
• 3.4 PDO-OFDM系统误码率性能分析40-44
• 3.4.1 系统参数取值分析40-43
• 3.4.2 与PAM-DMT系统和DCO-OFDM系统的比较43-44
• 3.5 PDO-OFDM系统性能仿真44-48
• 3.6 PDO-OFDM系统接收端改进方案48-52
• 3.6.1 基于噪声消除的PDO-OFDM接收端改进方案48-49
• 3.6.2 基于频域分集合并的PDO-OFDM接收端改进方案49-50
• 3.6.3 改进接收端性能仿真50-52
• 3.7 本章小结52-54
• 第4章 HPAM-DMT系统及其接收方案54-72
• 4.1 引言54-55
• 4.2 PAM-DMT信号的可叠加信号特点分析55-57
• 4.3 HPAM-DMT系统57-58
• 4.4 HPAM-DMT系统性能分析58-63
• 4.4.1 系统参数取值分析58-62
• 4.4.2 与传统光OFDM系统以及PDO-OFDM系统的比较62-63
• 4.5 HPAM-DMT系统性能仿真63-65
• 4.6 HPAM-DMT系统接收端改进方案65-69
• 4.6.1 基于频域分集合并接收原理的改进方案65-67
• 4.6.2 基于噪声消除处理的改进方案67
• 4.6.3 改进接收端性能仿真67-69
• 4.7 本章小结69-72
• 第5章 eHPAM-DMT系统及其接收方案72-86
• 5.1 引言72-73
• 5.2 eHPAM-DMT系统原理73-77
• 5.2.1 系统框图73-75
• 5.2.2 三路信号间的干扰情况75-77
• 5.3 eHPAM-DMT系统性能分析77-81
• 5.3.1 系统参数分析77-80
• 5.3.2 与传统光OFDM系统以及第三四章提出的系统的比较80-81
• 5.4 eHPAM-DMT系统性能仿真81-83
• 5.5 基于噪声消除原理的eHPAM-DMT系统接收端改进方案83-85
• 5.5.1 方案描述83-84
• 5.5.2 改进接收端性能仿真84-85
• 5.6 本章小结85-86
• 第6章 全文总结与未来研究方向86-88
• 6.1 全文总结86-87
• 6.2 未来研究方向87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-94
• 硕士期间发表的论文及参与的科研项目94

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